8.E: La Tierra como Planeta (Ejercicios)

Para mayor exploración

Artículos

Tierra

Collins, W., et al. “La ciencia física detrás del cambio climático”. Scientific American (agosto de 2007): 64. Por qué los científicos ahora confían en que las actividades humanas están cambiando el clima de nuestro planeta.

Glatzmaier, G., & Olson, P. “Sondeando el Geodinamo”. Scientific American (Abril 2005): 50. Experimentos y modelos que nos hablan de la fuente y las inversiones del campo magnético de la Tierra.

Gurnis, M. “Esculpir la Tierra de adentro hacia afuera”. Scientific American (Marzo 2001): 40. En movimientos que elevan y bajan los continentes.

Hartmann, W. “Reuniendo la Historia Temprana de la Tierra”. Astronomía (junio de 1989): 24.

Jewitt, D., & Young, E. “Océanos desde los cielos”. Scientific American (Marzo 2015): 36. ¿Cómo obtuvo la Tierra su agua después de su periodo inicial de calor?

Impactos

Boslaugh, M. “En busca de asteroides death-plunge”. Astronomía (julio 2015): 28. Sobre los programas existentes y propuestos para la búsqueda de asteroides que cruzan la tierra.

Brusatte, S. “¿Qué mató a los dinosaurios?” Scientific American (Diciembre 2015): 54. El asteroide golpeó la Tierra en un momento ya vulnerable.

Chyba, C. “Muerte desde el cielo: Tunguska”. Astronomía (diciembre de 1993): 38. Excelente artículo de revisión.

Durda, D. “El supermeteorito de Chelyabinsk”. Sky & Telescope (Junio 2013): 24. Un bonito resumen con fotos y reportaje de testigos presenciales.

Gasperini, L., et al. “El misterio de Tunguska”. Scientific American (Junio 2008): 80. Una exploración más detallada del sitio del impacto de 1908 sobre Siberia.

Kring, D. “Explosión del pasado”. Astronomía (agosto de 2006): 46. Introducción de seis páginas al cráter de meteoritos de Arizona.

Sitios web

Tierra

Astronauta Fotografía de la Tierra desde el Espacio: tierra.jsc.nasa.gov/. Un sitio con muchas imágenes y buena información.

Exploración de la Magnetosfera de la Tierra: http://phy6.org/Education/Intro.html. Un sitio web educativo del Dr. Daniel Stern.

NASA Goddard: La Tierra desde el Espacio: Quince Cosas Asombrosas en 15 Años: https://www.nasa.gov/content/goddard...gs-in-15-years. Imágenes y videos que revelan cosas sobre nuestro planeta y su atmósfera.

Servicio Geológico de Estados Unidos: Centro de Información sobre Terremotos: http://earthquake.usgs.gov/learn/

Vistas del Sistema Solar: http://www.solarviews.com/eng/earth.htm. Visión general de la Tierra.

Impactos

Fundación B612: https://b612foundation.org/. Establecido por varios astronautas para la investigación y educación sobre la amenaza de los asteroides a la Tierra y para construir un telescopio en el espacio para buscar asteroides peligrosos.

Instituto Lunar y Planetario: Introducción a los Cráteres de Impacto Terrestres: http://www.lpi.usra.edu/publications...esets/craters/. Incluye imágenes.

Sitio Turístico del Cráter Meteoro: http://meteorcrater.com/.

NASA/Jet Propulsion Lab Programa de Objetos Cercanos a la Tierra: http://neo.jpl.nasa.gov/neo/.

Qué son los objetos cercanos a la Tierra: http://spaceguardcentre.com/what-are-neos/. Del Centro Británico de la Guardia Espacial.

Videos

Tierra

Todo solo en la noche: http://apod.nasa.gov/apod/ap120305.html. Volando sobre la Tierra por la noche (2:30).

Películas de Globos de la Tierra (incluyendo Tierra de noche): astro.uchicago.edu/cosmus/proyectos/tierra/.

Tierra: El Manual del Operador: http://earththeoperatorsmanual.com/f...erators-manual. Una miniserie patrocinada por la Fundación Nacional de Ciencias sobre cambio climático y energía, con el geólogo Richard Alley (53:43).

PBS NOVA Videos sobre la Tierra: http://www.pbs.org/wgbh/nova/earth/. Programas e información sobre el planeta Tierra. Haga clic en episodios completos en el menú de la izquierda para ser llevados a una buena variedad de videos.

Servicio Meteorológico Nacional de los Estados Unidos: http://earth.nullschool.net. Globo de la Tierra en Tiempo Real que muestra patrones de viento que se pueden ampliar y mover a su vista preferida.

Impactos

Meteoro de Chelyabinsk: ¿Podemos sobrevivir a un impacto mayor? : https://www.youtube.com/watch?v=Y-e6xyUZLLs. Charla del Dr. David Morrison (1:34:48).

Simulación de Impacto de Asteroides Grandes: https://www.youtube.com/watch?v=bU1QPtOZQZU. Simulación de impacto de asteroides grandes desde Discovery Channel (4:45).

Meteor golpea Rusia 15 de febrero de 2013: https://www.youtube.com/watch?v=dpmXyJrs7iU. Archivo de imágenes de testigos presenciales (10:11).

Misión Centinela: Encontrar un asteroide que se dirige a la Tierra: https://www.youtube.com/watch?v=efz8c3ijD_A. Conferencia pública del astronauta Ed Lu (1:08:57).

Actividades de Grupo Colaborativo

1. Si podemos predecir que mucho movimiento terrestre tiene lugar a lo largo de las zonas de subducción y fallas, entonces ¿por qué vive tanta gente ahí? ¿Deberíamos tratar de hacer algo para desalentar a la gente de vivir en estas áreas? ¿Qué incentivo ofrecería tu grupo a la gente para que se muden? ¿Quién pagaría la reubicación? (Tenga en cuenta que dos de los autores originales de este libro viven bastante cerca de las fallas de San Andreas y Hayward. Si escribieron este capítulo y no se han mudado, ¿cuáles son las posibilidades de que se muden otros que viven en este tipo de áreas?)
2. Después de que su grupo lea el cuadro de características sobre Alfred Wegener: Capturando la deriva de la tectónica de placas en la Sección 8.2, discuta algunas razones por las que su idea no se puso de moda de inmediato entre los científicos. De tus estudios en este curso y en otros cursos de ciencias (en la universidad y antes), ¿puedes citar otras ideas científicas que ahora aceptamos pero que tuvieron inicios polémicos? ¿Se te ocurre alguna teoría científica que todavía sea polémica en la actualidad? Si a su grupo se le ocurren algunos, discuta las formas en que los científicos podrían decidir si cada teoría de su lista es correcta.
3. Supongamos que sabíamos que un gran trozo de roca o hielo (aproximadamente del mismo tamaño que el que golpeó hace 65 millones de años) impactará a la Tierra en aproximadamente 5 años. ¿Qué podríamos o deberíamos hacer al respecto? (La película Deep Impact trató este tema.) ¿Su grupo piensa que el mundo en su conjunto debería gastar más dinero para encontrar y predecir las órbitas de escombros cósmicos cerca de la Tierra?
4. Carl Sagan señaló que cualquier arma defensiva que se nos ocurra para desviar un asteroide lejos de la Tierra podría ser utilizada como arma ofensiva por un dictador inestable en el futuro para hacer que un asteroide no se dirija hacia la Tierra. La historia del comportamiento humano, apuntó, ha demostrado que la mayoría de las armas que se construyen (incluso con el mejor de los motivos) parecen terminar siendo utilizadas. Teniendo esto en cuenta, ¿su grupo piensa que deberíamos estar construyendo armas para proteger a la Tierra del impacto de asteroides o cometas? ¿Podemos darnos el lujo de no construirlos? ¿Cómo podemos salvaguardar contra estas colisiones?
5. ¿Hay evidencia del cambio climático en su área durante el siglo pasado? ¿Cómo distinguirías un verdadero cambio climático de las variaciones aleatorias del clima que se producen de un año a otro?

Preguntas de revisión

1. ¿Cuál es la capa interior más gruesa de la Tierra? ¿El más delgado?
2. ¿De qué están hechos el núcleo y el manto de la Tierra? Explique cómo sabemos.
3. Describir las diferencias entre rocas primitivas, ígneas, sedimentarias y metamórficas, y relacionarlas con sus orígenes.
4. Explique brevemente cómo ocurren los siguientes fenómenos en la Tierra, relacionando sus respuestas con la teoría de la tectónica de placas
   1. sismos
   2. deriva continental
   3. construcción de montaña
   4. erupciones volcánicas
   5. creación de la cadena de islas hawaianas
5. ¿Cuál es la fuente del campo magnético de la Tierra?
6. ¿Por qué la forma de la magnetosfera no es esférica como la forma de la Tierra?
7. Si bien no presentó un mecanismo, ¿cuáles fueron los puntos clave de la propuesta de Alfred Wegener para el concepto de deriva continental?
8. Enumere las posibles interacciones entre las placas de la corteza terrestre que pueden ocurrir en sus límites.
9. Enumere, en orden decreciente de altitud, las capas principales de la atmósfera terrestre.
10. ¿En qué capa atmosférica se forman casi todas las nubes a base de agua?
11. ¿Cuál es, con diferencia, el componente más abundante de la atmósfera terrestre?
12. ¿En qué dominio de los seres vivos encuentra la humanidad?
13. Describir tres formas en las que la presencia de la vida ha afectado la composición de la atmósfera terrestre.
14. Describa brevemente el efecto invernadero.
15. ¿Cómo influyen los impactos de cometas y asteroides en la geología de la Tierra, su atmósfera y la evolución de la vida?
16. ¿Por qué hay tantos cráteres de impacto en nuestro mundo vecino, la Luna y tan pocos en la Tierra?
17. Detallar algunos de los cambios antropogénicos en el clima de la Tierra y su impacto potencial en la vida.

Preguntas de Pensamiento

1. Si quisieras vivir donde las posibilidades de un terremoto destructivo fueran pequeñas, ¿elegirías una ubicación cerca de una zona de falla, cerca de una cresta oceánica media, cerca de una zona de subducción o en una isla volcánica como Hawai? ¿Cuáles son los riesgos relativos de los sismos en cada una de estas ubicaciones?
2. ¿Qué tipo de objeto probablemente causaría más daño si golpeara cerca de una zona urbana: un pequeño objeto metálico o uno grande de piedra/hielo?
3. Si toda la vida fuera destruida en la Tierra por un gran impacto, ¿eventualmente se formaría nueva vida para tomar su lugar? Explique cómo tendrían que cambiar las condiciones para que la vida vuelva a comenzar en nuestro planeta.
4. ¿Por qué una disminución del ozono de la Tierra es perjudicial para la vida?
5. ¿Por qué nos preocupan los aumentos del CO ₂ y otros gases que causan el efecto invernadero en la atmósfera terrestre? ¿Qué pasos podemos tomar en el futuro para reducir los niveles de CO2 en nuestra atmósfera? ¿Qué factores interponen en la forma de dar los pasos que sugieres? (Puede incluir factores tecnológicos, económicos y políticos en su respuesta).
6. ¿Crees que los científicos deberían hacer planes para defender a la Tierra de futuros impactos de asteroides? ¿Es correcto intervenir en el mismo proceso evolutivo que hizo posible el desarrollo de los mamíferos (incluyéndonos a nosotros) tras el gran impacto de hace 65 millones de años?

Calcular por ti mismo

1. Europa y América del Norte se están separando unos 5 m por siglo. A medida que los continentes se separan, se crea nuevo fondo oceánico a lo largo de la Grieta del Atlántico Medio Si la grieta tiene 5000 km de largo, ¿cuál es la superficie total del nuevo fondo oceánico creado en el Atlántico cada siglo? (Recuerda que 1 km = 1000 m.)
2. En toda la Tierra existen 60 mil km de zonas de grieta activas, con tasas de separación promedio de 5 m/siglo. ¿Cuánta superficie de nueva corteza oceánica se crea cada año en todo el planeta? (Esta área es aproximadamente igual a la cantidad de corteza oceánica que se subduce ya que el área total de los océanos permanece aproximadamente la misma.)
3. Con la información del ejercicio anterior, se puede calcular la edad promedio del fondo oceánico. Primero, encontrar el área total del fondo oceánico (igual a aproximadamente 60% de la superficie de la Tierra). Luego compare esto con el área creada (o destruida) cada año. La vida media es la relación de estos números: el área total de la corteza oceánica en comparación con la cantidad creada (o destruida) cada año.
4. ¿Cuál es el volumen de nuevo basalto oceánico que se agrega a la corteza terrestre cada año? Supongamos que el grosor de la nueva corteza es de 5 km, que hay 60,000 km de grietas, y que la velocidad promedio del movimiento de la placa es de 4 cm/y ¿Qué fracción del volumen completo de la Tierra representa esta adición anual de nuevo material?
5. Supongamos que un gran impacto que produce una extinción masiva tiene lugar en la Tierra una vez cada 5 millones de años. Supongamos además que si tal evento ocurriera hoy, usted y la mayoría de los demás humanos serían asesinados (esto sería cierto incluso si la especie humana en su conjunto sobreviviera). Tales eventos de impacto son aleatorios, y uno podría tener lugar en cualquier momento. Calcula la probabilidad de que tal impacto ocurra dentro de los próximos 50 años (dentro de tu vida).
6. ¿Cómo se comparan los riesgos de morir por el impacto de un asteroide o cometa con otros riesgos que nos preocupan, como morir en un accidente automovilístico o por una enfermedad cardíaca o alguna otra causa natural? (Pista: Para encontrar el riesgo anual, vaya a la biblioteca o internet y busque el número anual de muertes por una causa particular en un país en particular, y luego dividirlo por la población de ese país.)
7. ¿Qué fracción del volumen de la Tierra es ocupada por el núcleo?
8. Aproximadamente, ¿qué porcentaje del radio de la Tierra está representado por la corteza?
9. ¿Cuál es la tasa de deriva de la placa del Pacífico sobre el punto caliente hawaiano?
10. ¿Cuál es el incremento porcentual del CO ₂ atmosférico en los últimos 20 años?
11. Estimar la masa del objeto que formó Meteor Crater en Arizona.